基于电磁感应式无线充电的电路设计与应用研究

随着电子设备的不断更新换代及日常使用率的增加,设备功耗越来越大,充电周期越来越频繁。传统的充电线布线复杂,插头频繁插拔容易造成磨损、产生电火花从而产生安全隐患。针对此类弊端,设计了一种基于磁耦合的无线充电传输系统。发射端使用H桥逆变器和振荡电容产生周期性交变信号,通过线圈将电能传输到接收端,经过整流后供负载使用。实验发射板采用140 kHz开关频率,50%的占空比,接收板接负载仪,进行带载实验。实验效果良好,电能转换效率高,带载稳定,从而验证了设计系统的可行性和可靠性。     

无线充电系统三种耦合线圈偏移特性研究

不同无线电动汽车厂家制造的发射线圈与接收线圈的偏移特性是保证国内外汽车充电、互联互通的关键性问题。对3.7 kW无线电能传输系统进行建模,针对无线充电的SS型拓扑结构进行推导,得出输出功率和传能效率表达式,又对方形-圆形线圈间互感进行偏移性研究,理论推出线圈平行时进行横向偏移对互感系数的表达式,进而得出偏移距离对传输特性的影响。建立有限元仿真模型,对比圆-方形、DD-方形、DD-圆形三种线圈在一定偏移距离内传输特性的变化,搭建实验平台验证,结果表明,圆-方形线圈间抗偏移特性最强,在一定范围内偏移对耦合系数、传能效率、输出功率三方面均与方-方形线圈传输特性接近。DD-圆形与DD-方形线圈组合在DD线圈非中轴线方向偏移时传输特性比正对时要好,传输特性均有提高,中轴方向很差。该研究为不同线圈间高效充电提供了参考。     

两线圈串联电动汽车动态无线充电系统研究

从经济和空间角度考虑,电动汽车EV（electric vehicle）同时装设匹配静态和动态无线充电方式的接收单元是不理想的。为此,参考EV静态无线充电标准,设计了两发射线圈同向串联EV动态无线充电系统,使其接收单元能同时满足动态和静态无线充电需求。首先,分析了收发线圈的水平偏移特性和互感电路模型,并根据分析结果确定了单发射线圈组切换以及两发射线圈串联的方式,根据两发射线圈串联的三维磁通图确定了两个发射子线圈的通电方向为同向通电;然后,对单发射线圈组切换系统以及两发射线圈串联系统进行了有限元仿真,验证了两个发射线圈串联的互补作用以及同向通电方式的优越性;最后,参考EV静态无线充电标准搭建了实验平台,并完成了静态和动态的无线充电实验。     

一种用于无线充电系统的线圈集成设计方法

近年来,无线充电技术在诸多领域已受到越来越多的关注,尤其在电动车领域,无线充电具有广阔的应用前景.为了解决双侧LCC拓扑中补偿线圈增加耦合机构占用空间的问题,提出了一种线圈集成的方法,通过将补偿线圈与主线圈集成在一起,共用磁芯,大幅度减小了谐振网络占用面积与磁芯使用量,提高了系统功率密度.通过搭建Q3D模型,仿真验证了...     

电动汽车无线充电技术

电动汽车无线充电技术是一种新型的电动汽车能源供给方式。介绍了无线充电技术的分类、电动汽车无线充电技术的工作原理以及电动汽车无线充电技术的应用情况,对比分析电动汽车传统能源供给方式及无线充电方式的优缺点,并对电动汽车无线充电技术的实际应用提出了一些建议。     

基于三参数表征电动汽车无线充电系统互操作性评价方法研究

针对电动汽车无线充电系统多方面差异,导致不同地面发射端与车辆接收端之间难以实现互联互通、汽车充电效率低下、严重时存在安全隐患等问题,该文提出一种基于三参数判别电动汽车无线充电系统互操作性的方法。利用车辆端回路失谐因子ξ、互操作性特征阻抗δ、地面端阻抗实部Re(ZGA)表征不同补偿网络及耦合线圈的参数变化对系统互操作性的影响,通过判断系统是否满足三参数的判别条件,对电动汽车无线充电系统的互操作性进行评价,并通过仿真及实验验证理论的正确性。该方法对电动汽车无线充电互操作性评价具有指导作用。     

电动汽车集成式无线充电线圈的设计和优化

针对目前电动汽车无线充电系统体积大、效率低的问题,提出了一种基于双边LCC补偿网络的集成式无线充电线圈及其参数优化设计方法。首先建立了集成式无线充电线圈的三维模型,阐述了其集成方法以及数学描述,然后提出了一套线圈参数优化设计方法,最后搭建了实验平台并通过实验验证了线圈集成方法及其参数优化方法的可行性。实验表明此集成式无线充电线圈可以减小系统体积并提高系统效率。     

电磁感应式小型无线充电器设计

基于电磁感应原理,对无线充电装置的设计进行了研究,在理论分析的基础上设计了一种小型无线充电器装置,该装置由发射模块,接收模块,充电模块三部分构成。实验结果表明,该装置工作稳定,能实现在较短距离的无线充电,具有一定的通用性,在安全性和灵活性方面有较大优势。     

基于双边LCC拓扑结构的无线充电系统集成线圈设计研究

双边LCC拓扑结构为电动汽车无线充电提供了一种高效的补偿方法,然而两个补偿线圈占据了很大的体积。为了解决电动汽车无线充电系统体积增大问题以及提高系统传输效率,文中提出了一种新型集成线圈的方法,将双极性补偿线圈集成到单极性主线圈中,利用3D有限元分析工具ANSYS Maxwell对新型电磁耦合机构进行优化,通过优化补偿线圈的长宽比来消除系统中的多余耦合系数,从而提高系统的传输效率。通过实验结果表明,采用该集成线圈方法的无线充电系统受两侧线圈的水平或垂直方向偏移的影响较小,此时系统传输效率较高。     

基于磁通可控电感的无线充电系统调谐方法

针对无线充电系统补偿拓扑中无源元件配谐精度不够及参数漂移引起的系统性能降低这一问题,此处提出了一种基于磁通可控电感(MFCI)的动态调谐方法。首先阐述串-串补偿型无线充电系统失谐对系统效率的影响,分析调谐电路原理并提出了调谐方案,通过控制MFCI变压器两侧电流关系调节初级磁通,使其在初级实现连续可控的电感特性,达到调谐目的;其次,对其控制方法进行分析,包括基于测量线圈的谐振状态检测方法、MFCI闭环控制;最后,搭建实验平台,展开次级不同失谐程度下调谐实验,仿真和实验结果表明了所提动态调谐方法的合理性和可行性。     

基于三维电磁仿真软件的无线充电耦合机构建模与仿真研究

针对电动汽车无线充电技术,考虑发射线圈和接收线圈发生径向偏移的情况,基于两线圈结构的串串型拓扑,通过三维电磁仿真软件Maxwell来对比圆形、矩形和DD型线圈的抗偏移性能。通过添加磁芯和铝板等对所选线圈进行优化设计。借助Maxwell和Simplorer实现联合仿真,验证该无线电能传输系统设计的可行性。在两线圈间发生偏移的情况下,为实现无线电能传输系统的传输效率达到95%以上的目标,给出了一种基于线圈比较选择的磁耦合机构设计流程,并根据流程设计了切实可行的无线电能传输系统。通过试验验证了该系统的可行性。     

基于电磁共振的移动设备智能无线充电系统

无线充电是一种方便安全的新技术,无需任何物理上的连接,就能把电能无接触的传输给负载。提出一种基于电磁谐振式无线电能传输的方案,应用射频识别技术构建一套全新的无线充电系统,以提高传输效率和减小电磁辐射,同时也提高传输的安全性。     

电动汽车动态无线充电关键技术研究进展

电动汽车动态无线充电技术在静态无线充电技术逐渐趋于成熟的情况下渐渐成为静态无线充电技术的重要补充及未来发展方向。文中对国内外学者及研究机构对动态无线充电技术的研究进展做了详细综述,对其未来发展面临的关键技术问题及瓶颈进行了详细分析,主要包括耦合机构、控制策略、电磁兼容等方面,并介绍了针对动态无线充电技术瓶颈问题的前期研究工作。     

基于无线传感器网络的智能电动汽车充电站

电池充电的便捷性是电动汽车发展的瓶颈。文章旨在研究一种基于无线传感器网络的智能电动汽车充电站,在汽车用户的电池上装设无线传感器采集节点,同时在充电站附近区域设置汇聚节点,在无线传感器网络覆盖下获取最优充电路线,引导车主去就近的空闲充电站充电,专家库充电系统能根据电池型号自动寻找最佳充电方式进行充电。智能充电站可提高电动汽车充电便捷性和充电效率。     

变论域自适应模糊控制在机器人无线充电中的研究

电能供给是保证机器人正常工作的重要环节。现有机器人充电方式多为接触式充电,该方式存在着漏电、易产生火花等重大安全隐患。而无线充电技术是一种非物理接触式传能方式,克服了现有充电方式的弊端,同时且具有自动化程度高、环境适应性强等优点。以串并补偿结构为研究对象,首先建立系统传递函数模型;其次考虑到无线充电系统具有非线性、高阶次及强耦合的特点,采用误差、误差变化率及输出论域可随系统参数变化而实时调整的变论域自适应模糊控制策略,使得系统具有控制精度高、自适应强和鲁棒性好等优点。最后通过仿真和实验结果验证了所提出的控制策略的有效性及实用性。     

电动汽车无线充电技术研究综述

电动汽车的出现有利于缓解地球能源危机,而无线充电是电动汽车充电技术的发展方向。首先介绍了国内外无线电能传输技术的现状,其次阐述了电磁感应、磁耦合谐振、微波3种方式用于电动汽车无线充电时的原理,而后引出无线充电技术在国内外电动汽车上的实际应用情况,最后对于目前存在的部分不足之处提出改进方向。     

基于GPRS/CDMA通信的无线POS联网实时收费系统

为满足客户对供电企业的服务要求,提出了应用无线POS联网实时收费系统,从系统架构、安全策略、系统优越性、存在问题、应用效果等方面进行了详细解析,为解决电费回收难问题提供了一种良好的途径。     

基于直流侧输入电流检测的无线充电系统负载估计

基于无线充电系统逆变器等效负载与直流侧输入电流之间的关系,提出了一种利用直流侧输入电流进行负载估计的方法。首先,建立模型分析了直流侧输入电流与逆变器输出电流的关系,并推导得到输入电流与负载之间的数学关系,从而实现了基于直流侧输入电流的负载估计。进而,通过仿真和实验验证了该负载估计方法。实验结果显示,该方法在10~100Ω的负载范围内估计误差小于10%,达到了较高的估计精度。最后,利用所提出的负载估计方法对系统进行了故障分析,结果表明该负载估计方法能够实现对系统故障状态的有效识别。     

寻轨机器人用无线充电系统的研究

传统寻轨机器人的动力电池采用接触式充电方式,充电时容易因机械接触磨损而导致接触不良。为解决该问题,研究了一种单管感应耦合电能传输ICPT（inductively coupled power transfer）无线充电系统。该系统由前后两级电路组成,前级采用单管ICPT系统进行非接触电能传输,后级采用充电管理芯片LTC4020控制的Buck-Boost电路对锂电池进行快速充电。介绍了所研究寻轨机器人无线充电系统结构及原理,对前级主电路进行了四阶段电路等效、工作过程分析、电路建模、补偿网络设计和软开关设计;对后级充电管理电路进行分析和设计。设计了一台样机,对前级电路开关管耐压、流过电流和输出电压进行了仿真和实验,并通过充电实验验证了所研究充电方案的正确性。